劉根林, 閆 冰, 趙東升, 陸 晴,2
(1.東華理工大學(xué) 測繪工程學(xué)院, 南昌 330013; 2.東華理工大學(xué) 資源與環(huán)境經(jīng)濟研究中心, 南昌 330013; 3.江西省科學(xué)院能源研究所, 南昌 330096;4.中國科學(xué)院 地理科學(xué)與資源研究所, 中國科學(xué)院 陸地表層格局與模擬重點實驗室, 北京 100101)
土地利用變化作為人類活動影響自然生態(tài)系統(tǒng)最直接的反映,和地表物質(zhì)循環(huán)、資源可持續(xù)發(fā)展以及生物多樣性等緊密相聯(lián)[1-2]。社會經(jīng)濟環(huán)境和社會需求以及生產(chǎn)科技管理水平之間的差異,不斷改變舊有利用現(xiàn)狀并隨之形成新的利用現(xiàn)狀[3-4]。土地利用現(xiàn)狀分析是對研究區(qū)域內(nèi)土地資源的特點、土地利用布局、土地利用結(jié)構(gòu)、利用程度、利用效果及存在的問題做出的分析[5]。土地利用變化可以形象的展示人類作用于自然環(huán)境的過程[6],景觀格局變化是土地利用變化在景觀生態(tài)學(xué)研究中的表達,研究區(qū)域景觀格局的變化可以有效的揭示該區(qū)域土地利用變化、生態(tài)情況以及空間變異特征[7],景觀格局變化是指一定時空尺度內(nèi)各類景觀要素發(fā)生變化而引起景觀空間結(jié)構(gòu)的變化[8]。隨著城鎮(zhèn)化進程的推進,以及在土地上進行的各種經(jīng)濟活動都將對景觀格局產(chǎn)生巨大影響,因此有必要同時對景觀格局的變化進行研究分析[9]。對土地利用及景觀格局變化分析主要基于RS和GIS集成技術(shù),以及景觀格局指數(shù)等[10]來實現(xiàn)。目前,關(guān)于土地利用及景觀格局變化的研究主要基于國家[11]、省[12]、市[13]、縣[14]、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等[15]行政尺度或者流域[16-18]尺度等進行,從時空角度分析其演變特征,從土地利用的角度分析對生態(tài)環(huán)境的影響,以及對驅(qū)動因素做出一定的分析。
扶持“老少邊窮”地區(qū)的發(fā)展是我國地區(qū)發(fā)展政策一項明確的任務(wù),瑞興于地區(qū)位于江西省的東南部,是著名的革命老區(qū),同時又具有典型的山地丘陵地貌,這在一定程度上造成了老區(qū)的貧困。國家為了振興發(fā)展贛南等革命老區(qū),國務(wù)院在2012年6月正式出臺了《國務(wù)院關(guān)于支持贛南等原中央蘇區(qū)振興發(fā)展若干意見》,為贛南地區(qū)等革命老區(qū)發(fā)展注入動力。在《若干意見》指導(dǎo)下,2015年3月,國家發(fā)改委正式批復(fù)設(shè)立“瑞興于經(jīng)濟振興試驗區(qū)”。近年來,瑞興于地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展迅速,不可避免的對區(qū)域生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定影響,土地利用及景觀格局也因此發(fā)生變化。本文基于瑞興于地區(qū)遙感解譯影像,獲得研究區(qū)土地利用數(shù)據(jù),以此為基礎(chǔ),結(jié)合GIS技術(shù)與景觀格局指數(shù),詳細分析瑞興于地區(qū)土地利用變化過程以及對景觀格局的影響,探討土地利用變化的驅(qū)動因素,為后續(xù)瑞興于地區(qū)的土地管理工作以及生態(tài)文明建設(shè)提供一定參考依據(jù)。
瑞興于地區(qū)位于江西省的東南部,包括瑞金市(縣級市)、興國縣、于都縣3個縣市,總面積約為8 532 km2。據(jù)《2019年贛州市統(tǒng)計年鑒》,截至2018年末三縣共有268.58萬人。生產(chǎn)總值為572億元,占贛州市生產(chǎn)總值的20.4%。該地區(qū)處于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),氣候適宜;境內(nèi)多山,主要山脈有雩山山脈以及武夷山余脈,山脈、丘陵環(huán)繞的地形形成了3個盆地:于都斷陷紅巖盆地、興國盆地、瑞金盆地,其中瑞金盆地是江西四大盆地之一;地區(qū)內(nèi)水系豐富,屬于貢水水系,境內(nèi)主要河流有梅江、貢水干流、澄江、綿江河、九堡河等(圖1)。
本文使用的是2018年、2013年Landsat8 OLI數(shù)據(jù)以及2008年、2003年Landsat7 ETM+數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云平臺(http:∥www.gscloud.cn),云量均<10%,行列號為121/42;DEM數(shù)據(jù)、行政邊界矢量數(shù)據(jù)來源于資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心(http:∥www.resdc.cn);社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)來源于《江西省統(tǒng)計年鑒》和《贛州市統(tǒng)計年鑒》。首先對四期數(shù)據(jù)進行輻射校正、大氣校正、裁剪等一系列預(yù)處理;之后選取監(jiān)督分類訓(xùn)練樣本,采用SVM方法進行分類,本文根據(jù)研究區(qū)內(nèi)實際情況及遙感影像可解譯能力,將土地利用類型劃分為5類:林地、草地、水域、建設(shè)用地、耕地[19]。結(jié)合Google Earth數(shù)據(jù),進行人機交互式解譯,提高分類精度。對每種土地利用類型選取50~70個驗證樣本,采用混淆矩陣進行精度評定,2018年、2013年、2008年、2003年總體精度分別為92.93%,88.40%,91.12%,91.54%,Kappa系數(shù)分別為0.896 3,0.844 6,0.870 0,0.801 8,均符合試驗要求。
2.2.1 土地利用動態(tài)度 單一土地利用動態(tài)度[20]可以用來表達某種土地利用類型在一定時間段內(nèi)發(fā)生的變化,包括方向和速率上的變化,值的正負表現(xiàn)為土地利用類型變化的方向,動態(tài)度的絕對值越大,則表明這種變化越劇烈,其表達式如下:
(1)
式中:Ua,Ub分別為研究區(qū)初期及末期某種土地利用類型的面積;T為研究時段長度,在本文中以年為單位;K表達為研究區(qū)內(nèi)某種土地利用類型的年度單一動態(tài)度。
綜合土地利用動態(tài)度[20]適用于表達研究區(qū)域內(nèi)整體土地利用變化的快慢,可以較為綜合的反映研究區(qū)域內(nèi)土地利用的變化情況,綜合動態(tài)度越大,則說明區(qū)域內(nèi)土地利用類型變化越劇烈,其表達式如下:
(2)
式中:i,j為土地利用類型;LUi代表研究初期i類土地利用類型的面積;ΔLUij代表研究時段內(nèi)i類土地利用類型向j類土地利用類型轉(zhuǎn)化的面積;T為研究時段長度,本文中同樣以年為單位,則Lc表達為年度綜合土地利用動態(tài)度。
2.2.2 土地利用變化轉(zhuǎn)移矩陣 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣可以定量描述系統(tǒng)狀態(tài)與狀態(tài)轉(zhuǎn)移,這種基于系統(tǒng)分析的方法能夠在研究區(qū)域土地利用變化時,較為具體的刻畫土地利用結(jié)構(gòu)特征與各個土地類型的變化方向,因此大多數(shù)土地利用變化研究均采用土地利用轉(zhuǎn)移矩陣分析[21-22]。
(3)
式中:n為土地利用類型數(shù);i,j(i,j=1,2,3,…,n)分別代表轉(zhuǎn)移前和轉(zhuǎn)移后的土地利用類型;Sij表示研究初期的土地利用類型i轉(zhuǎn)移成研究末期土地利用類型j的面積。
2.2.3 景觀格局變化分析 景觀指數(shù)是一種能夠表征景觀格局結(jié)構(gòu)組成和空間配置某些方面特征的定量指標,具有高度濃縮景觀信息的特點[23]。景觀指數(shù)可以通過描述景觀格局,建立景觀結(jié)構(gòu)與過程或現(xiàn)象的聯(lián)系,更好地解釋與理解景觀功能[24]。對于景觀格局空間變化分析,需要選取合適的景觀指數(shù),景觀指數(shù)選取主要由以下3個方面構(gòu)成:景觀個體單元的特征、景觀組分空間構(gòu)型特征和景觀整體多樣性特[25]。參考現(xiàn)有研究成果,從斑塊類型水平和景觀水平上[26]進行參數(shù)選擇。斑塊類型水平:各類斑塊數(shù)目(NP)、邊界密度(ED)、最大斑塊指數(shù)(LPI)、斑塊凝聚指數(shù)(COHESION)、斑塊分離指數(shù)(DIVISION);景觀水平:蔓延度指數(shù)(CONTAG)、斑塊密度(PD)、香農(nóng)多樣性指數(shù)(SHDI)、香農(nóng)均勻度指數(shù)(SHEI)。
2.2.4 主成分分析 主成分分析(Principal Component Analysis, PCA)是一種多元統(tǒng)計分析方法,該方法基于降維的思想,將原來的多個變量通過線性變換為少數(shù)幾個綜合變量,這幾個變量互不相關(guān),并且能夠反映原始變量的絕大部分信息,同時各信息分量之間互不重疊[27]。為確定各因子之間的相互作用關(guān)系,對影響土地利用變化的社會經(jīng)濟因素進行主成分分析,進而找到主要驅(qū)動因子為后續(xù)土地管理工作提供一定依據(jù)[28]。參考現(xiàn)有研究成果[29-31],本文選取11項指標:X1/總?cè)丝?、X2/人均GDP,X3/第一產(chǎn)業(yè)占比、X4/第二產(chǎn)業(yè)占比、X5/第三產(chǎn)業(yè)占比、X6/城鎮(zhèn)人口比重、X7/農(nóng)村居民純收入、X8/糧食總產(chǎn)量、X9/牧業(yè)產(chǎn)值、X10/農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、X11/林業(yè)產(chǎn)值,上述指標可以充分反映經(jīng)濟發(fā)展、人口增長、城鎮(zhèn)化進程及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等社會經(jīng)濟因素對土地利用的影響。
3.1.1 土地利用時空變化特征 從土地利用現(xiàn)狀分類圖(圖2)可以看出瑞興于地區(qū)以林地及耕地為主要利用類型,林地主要分布在地勢較高的地區(qū);耕地集中分布在西北、中部及東南部分,這些地區(qū)都屬于地勢相對較為平坦的盆地地帶,適宜耕作及人類居住。
土地利用類型動態(tài)變化圖可以在一定程度上形象的展示研究區(qū)內(nèi)土地利用在空間上發(fā)生的變化。從圖3可以看出,瑞興于地區(qū)在2003—2018年的土地利用類型發(fā)生了較大的變化,以林地轉(zhuǎn)耕地、耕地轉(zhuǎn)林地、耕地轉(zhuǎn)建設(shè)用地等為主要變化類型。變化區(qū)域集中在3個盆地之間,這是因為盆地地勢平坦,適宜人類居住、活動,而人類活動在短期內(nèi)對利用類型的影響是最大的。
從區(qū)域變化上來看,林地的轉(zhuǎn)出集中在瑞金、于都兩縣市,以林地向耕地、草地的轉(zhuǎn)出為主,結(jié)合坡度來看,發(fā)生這種變化的區(qū)域處于0°~10°,處于盆地與丘陵地區(qū)的交界帶,容易受人類活動影響;耕地在三縣市均有大量轉(zhuǎn)出,其中以向林地和草地的轉(zhuǎn)出為主,在興國縣的中部及西南部,有大量的耕地轉(zhuǎn)林地,主要原因是2015年江西省發(fā)改委等五部門安排了新一輪的退耕還林任務(wù),其中興國縣分得了1.85 km2的指標;耕地向建設(shè)用地轉(zhuǎn)出集中在縣域中心周圍,表現(xiàn)出明顯的城鎮(zhèn)化趨勢,結(jié)合圖4,可以看出建設(shè)用地擴張的來源主要為耕地和草地,表明在城鎮(zhèn)化的過程中不可避免的侵占耕地,造成耕地數(shù)量的下降。同時,瑞金市的建設(shè)用地擴張最為明顯,這與瑞金市加快瑞金國家經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)建設(shè)及大力發(fā)展工業(yè)的規(guī)劃密不可分。
由表1可見,2003—2018年,林地在2008年的占比最低為67.87%,最高為2013年的70.09%,說明林地是瑞興于地區(qū)主要的土地利用類型;耕地整體占比為20.8%~23.98%,呈下降趨勢,耕地面積在2018年時為1 774.45 km2,相比于2003年減少了271.49 km2,表明耕地正在受到破壞;與之相反,建設(shè)用地呈現(xiàn)上升趨勢,面積從2003年的70.32 km2增加到了2018年的114.66 km2,說明這些年瑞興于地區(qū)發(fā)展勢頭較好;草地面積也不斷增加,從2003年的539.02 km2增加至2018年的614.89 km2;水域和林地作為占比最低和占比最高的利用類型,在變化趨勢上表現(xiàn)一致,都是先增加后減少。
從單一動態(tài)度來看(表2),在4個時段內(nèi),建設(shè)用地整體上屬于變化速率最快的利用類型,這與這些年瑞興于地區(qū)的發(fā)展建設(shè)密切相關(guān)。而林地在整體上變化速率較慢,屬于穩(wěn)定的土地利用類型。耕地在4個時段內(nèi)都處于負變化,表明耕地正在不斷減少,2008—2013年這一時段減少的最快,而2013—2018年下降速率變慢,說明瑞興于地區(qū)這些年在耕地保護方面做了一定的措施,遏制住了耕地急劇減少的趨勢。建設(shè)用地在4個時段內(nèi)均處于正增長狀態(tài),其中在2008—2013年達到了7.83%。草地與水域處于波動狀態(tài),分別在2008—2013年,2013—2018年呈現(xiàn)下降趨勢,但整體上趨于增加。綜合土地利用動態(tài)度在整體上為1.37%,表現(xiàn)為先增后減,在2008—2013年這一時段最高,達到了3.9%,表明這一時期的土地利用類型變化最為劇烈,在2013—2018年這一時段最低,為3.27%,說明土地利用變化趨勢平穩(wěn)。
3.1.2 土地利用類型轉(zhuǎn)移分析 區(qū)域土地利用動態(tài)變化不僅體現(xiàn)在各土地利用類型的數(shù)量特征變化上,更體現(xiàn)為各土地利用類型之間的相互轉(zhuǎn)換,本文通過構(gòu)建土地利用轉(zhuǎn)移矩陣(表3)來分析土地變化趨勢。研究區(qū)內(nèi)以林地與草地、耕地與林地、耕地與草地和耕地與建設(shè)用地的相互轉(zhuǎn)化為主要特征。
圖4 瑞興于地區(qū)2003-2018年林地、耕地、建設(shè)用地變化空間分布
表1 瑞興于地區(qū)2003-2018年土地利用結(jié)構(gòu)變化
表2 2003-2018年不同時段土地利用動態(tài)度%
表3 2003-2018年土地利用轉(zhuǎn)移矩陣
從整體上來看,建設(shè)用地都是主要由耕地轉(zhuǎn)化而來,轉(zhuǎn)入量表現(xiàn)為先增后減,2008—2013年為46.24 km2,說明這一時期建設(shè)用地的擴張占用了較多的耕地;林地和草地是耕地最主要的轉(zhuǎn)入來源,二者比重均達到了90%左右,耕地主要向林地和草地轉(zhuǎn)出的趨勢不變,但轉(zhuǎn)出量與比重有所變化,轉(zhuǎn)出量由2003—2008年的533.52 km2下降至2013—2018年的436.41 km2,比重由90.9%變?yōu)?9.4%,耕地轉(zhuǎn)出量大于轉(zhuǎn)入量,說明耕地面積正在減少;林地主要向草地和耕地轉(zhuǎn)出,在2003—2018年時,二者的轉(zhuǎn)出量占到了總轉(zhuǎn)出的97%,同時草地和耕地也是林地主要的轉(zhuǎn)入類型;草地與林地的轉(zhuǎn)換關(guān)系相似,草地向林地、耕地轉(zhuǎn)出的同時,林地和耕地也是草地最主要的轉(zhuǎn)入來源;水域以和耕地的轉(zhuǎn)換關(guān)系為主,2003—2018年,有23.59 km2的水域由耕地轉(zhuǎn)入,而水域則有10.58 km2向耕地轉(zhuǎn)出,總體上水域面積表現(xiàn)為增加的趨勢。
從斑塊類型水平變化上來看(圖5),其變化主要表現(xiàn)為以下幾方面:林地在3個時期的斑塊總數(shù)、邊緣密度都呈現(xiàn)下降趨勢,表明景觀破碎度降低,景觀趨于穩(wěn)定,林地所占面積最大而斑塊總數(shù)卻不是最大,同時最大斑塊指數(shù)為最大,說明研究區(qū)內(nèi)有大量優(yōu)勢斑塊,即面積較大的完整林地,這得益于近些年在生態(tài)保護方面所做出的努力;草地的斑塊凝聚指數(shù)在4個時期都較低,同時草地的斑塊總量與斑塊密度均為最大,說明草地由許多零散的斑塊構(gòu)成,離散程度大,而其他幾項指數(shù)處于波動狀態(tài),這表明草地景觀破碎化程度高,景觀不穩(wěn)定;水域的斑塊數(shù)量、邊緣密度在5種景觀中最低,從2003年的20 361.906 8下降到2018年的9 731.613 3,邊緣密度代表景觀被分割的程度,表明水域離散程度降低,破碎化程度和異質(zhì)性減弱;建設(shè)用地的斑塊數(shù)量、邊緣密度呈現(xiàn)下降趨勢,而最大斑塊指數(shù)呈現(xiàn)上升趨勢,分離指數(shù)保持為1,單獨、零散的斑塊減少,表明城建建設(shè)趨于完整,城鎮(zhèn)化進程加快;耕地的斑塊數(shù)量、邊緣密度和分離指數(shù)都呈現(xiàn)上升再下降的過程,而最大斑塊指數(shù)則呈現(xiàn)下降再上升的趨勢。耕地的最大斑塊指數(shù)與斑塊凝聚指數(shù)僅次于林地,表明耕地對研究區(qū)內(nèi)景觀格局組成也有著不可忽視的作用。
圖5 2003-2018年瑞興于地區(qū)斑塊類型水平變化
從總體景觀水平變化來看(表4),斑塊密度呈先增后減的趨勢,也就意味著斑塊數(shù)量也不斷減少,表明離散程度降低。此外,蔓延度指數(shù)處于波動狀態(tài),但總體上蔓延度指數(shù)由2003年的64.177 8增加到了2018年的64.696 7,表明研究區(qū)內(nèi)優(yōu)勢景觀類型連接度提高,這與斑塊密度的表現(xiàn)吻合,說明研究區(qū)內(nèi)景觀破碎度正在降低。香農(nóng)多樣性與香農(nóng)均勻性均呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢,總體上2018年相較于2003年略有提高,表征著區(qū)域內(nèi)景觀類型區(qū)域均衡化、均勻化分布。
表4 2003-2018年瑞興于地區(qū)景觀水平指數(shù)
3.3.1 地形地貌因素 地形地貌是影響植被生長分布的重要自然因素,坡度直接影響農(nóng)業(yè)中作物的選擇和耕種,我國規(guī)定在坡度大于25°地區(qū)不能進行耕種。坡度直接決定農(nóng)田基本建設(shè)難易程度、農(nóng)林牧用地分布、水體流失狀況。農(nóng)耕地適宜坡度小于15°,坡地開墾的限制度數(shù)是25°,25°以上適宜林業(yè)、草業(yè)的發(fā)展,坡度在35°以上則無法利用[32]。以2018年土地利用數(shù)據(jù)為例,結(jié)合坡度數(shù)據(jù),統(tǒng)計在不同坡度下各土地利用類型面積占比(表5)。從表中可以看出,除林地外,其余4種土地利用類型面積占比均隨著坡度的增加而減少。林地在坡度0°~5°的面積占比為29.2%,在坡度大于5°后,面積占比大幅增加,在坡度大于15°后,面積占比在90%以上;與之相反,耕地則在坡度大于5°后面積占比銳減,在坡度大于15°后,面積占比已不足5%。
結(jié)合瑞興于地區(qū)土地利用現(xiàn)狀分布圖,研究區(qū)內(nèi)的耕地與建設(shè)用地基本位于坡度0°~10°的地帶,這些地區(qū)被山地丘陵環(huán)抱,形成了盆地,地勢平坦;而林地則大多處于坡度在25°以上的山地,草地則處于二者交界地帶。結(jié)合2003—2018年土地利用類型動態(tài)變化圖來看,耕地轉(zhuǎn)林地的變化區(qū)域主要位于坡度在10°~15°,這一坡度適宜耕作也可以發(fā)展林業(yè)草業(yè),再加上近些年退耕還林政策的實施,促使這一轉(zhuǎn)變的發(fā)生。而耕地向建設(shè)用地的轉(zhuǎn)入則主要集中在3個縣城周圍,坡度在0°~5°,屬于適宜人類居住地帶。因此,地形地貌可以影響土地利用類型分布,同時對土地利用變化有一定驅(qū)動作用。
表5 2018年研究區(qū)不同坡度下土地利用類型面積占比 %
3.3.2 社會經(jīng)濟因素 人口、經(jīng)濟、科技和政策對土地利用的影響顯著,社會經(jīng)濟因素是土地利用變化的主導(dǎo)因素[33]。對選取的11項指標進行分析,尋找影響土地利用變化的主要驅(qū)動因子。
通過主成分分析篩選特征值大于1的成分,本文選取兩個成分進行分析,其特征值與貢獻率見表6。由表6可知,兩個成分特征值分別為8.902,1.793,其貢獻率分別為80.927%,16.302%,二者累積貢獻率達到了97.23%。
表6 主成分特征值和貢獻率
從旋轉(zhuǎn)后主成分荷載指數(shù)(表7)可知,總?cè)丝?、人均GDP、城鎮(zhèn)人口比重、農(nóng)村居民純收入等與成分1呈現(xiàn)明顯正相關(guān),這些指標可以用來歸納為經(jīng)濟因素,說明瑞興于地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展是土地利用變化一項重要的驅(qū)動因素;第一產(chǎn)業(yè)占比與成分1呈現(xiàn)明顯負相關(guān),第二產(chǎn)業(yè)占比與成分2呈現(xiàn)明顯正相關(guān),第三產(chǎn)業(yè)與成分2呈負相關(guān),糧食總產(chǎn)量與牧業(yè)產(chǎn)值與成分2呈正相關(guān),這些可以歸納為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整對土地利用變化的驅(qū)動作用。因此,瑞興于地區(qū)土地利用變化的社會經(jīng)濟因素主要為經(jīng)濟發(fā)展與人口增加、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。
3.3.3 政策法規(guī)因素 國家和區(qū)域性的政策、法規(guī)、制度約束著人們對土地的利用活動,對促進區(qū)域經(jīng)濟建設(shè)有著不可忽視的作用,而與土地相關(guān)的政策法規(guī)更是對土地利用的變化產(chǎn)生重要的影響,例如國務(wù)院發(fā)布的《城鎮(zhèn)國有土地使用權(quán)出讓和轉(zhuǎn)讓的暫行條例》、《關(guān)于補足耕地數(shù)量以及提高耕地質(zhì)量相結(jié)合落實占補平衡的指導(dǎo)意見》以及《中華人民共和國退耕還林條例》。
2007年,江西省政府發(fā)布《江西省人民政府貫徹落實國務(wù)院關(guān)于完善退耕還林政策通知的實施意見》,對江西省退耕還林政策進一步完善,2003—2008年,瑞興于地區(qū)草地單一動態(tài)度為2.4%,由耕地轉(zhuǎn)入的面積為320.75 km2,是草地最主要的轉(zhuǎn)入源,表明退耕還林政策取得初步成效;2015年江西省發(fā)改委等五部門聯(lián)合下發(fā)了關(guān)于推進新一輪退耕還林的通知,在《通知》中,興國縣分得了1.85 km2的任務(wù)指標,與耕地轉(zhuǎn)林地的范圍分布一致,表明土地利用類型的變化受到政策因素的驅(qū)動。繼2013年瑞金經(jīng)濟開發(fā)區(qū)升級為國家經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)后,瑞金市委市政府制定了《瑞金經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施三年建設(shè)推進計劃(2015—2017)》,預(yù)計投入資金16.54億元,新增建成面積8.8 km2,這與瑞金市建設(shè)用地大量擴張表現(xiàn)一致,表明政策法規(guī)因素可以在短期內(nèi)改變土地利用類型。
表7 旋轉(zhuǎn)成分荷載矩陣
國內(nèi)研究主要集中在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)[12-14]或者流域等[16-18],對山地地區(qū)的研究較少,本文選取的瑞興于地區(qū)是典型的山地丘陵區(qū),近年來經(jīng)濟發(fā)展迅速,研究其土地利用景觀格局變化及驅(qū)動因素,可以為該地區(qū)土地管理工作及生態(tài)文明建設(shè)提供一定依據(jù)。
林地和耕地是瑞興于地區(qū)最主要的土地利用類型,二者占比分別在70%,20%左右,與臧玉珠等[34]在井岡山地區(qū)的研究結(jié)果相似,井岡山地區(qū)的林地、耕地占比分別為80%,14%。瑞興于地區(qū)和井岡山地區(qū)地形地貌相似,都屬于山地地區(qū),土地利用類型分布受地形因子影響。耕地、建設(shè)用地、水域分布在海拔較低、坡度較小的盆地地區(qū),林地分布在坡度較高的山地地區(qū),而草地則分布在二者的交界地帶,因此受人為活動影響較大,處于波動狀態(tài)。耕地和建設(shè)用地分布呈下降、上升的趨勢,冉鳳維等[31]在南昌市土地利用變化研究中有相似的結(jié)果,表明瑞興于地區(qū)正處于發(fā)展時期,城鎮(zhèn)化進程加快。景觀水平上,香農(nóng)多樣性與香農(nóng)均勻性均呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢,總體上2018年相較于2003年略有提高,這與葉晶萍等[35]在尋烏水流域的景觀格局分析結(jié)果一致,表征著區(qū)域內(nèi)景觀類型區(qū)域均衡化、均勻化分布,作為優(yōu)質(zhì)景觀的林地控制力下降景觀異質(zhì)性增強。
在驅(qū)動因素分析中,從地形地貌、社會經(jīng)濟、政策法規(guī)等3個角度入手,單獨提取社會經(jīng)濟因素進行主成分分析,與馬小雪[27]、張榮鵬[28]、王廣博[29]、王玲[32]等在秦淮河流域、徐州市、江蘇沿海地區(qū)、西吉縣等地區(qū)的土地利用變化驅(qū)動力分析結(jié)果相似,經(jīng)濟發(fā)展、人口增長、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等社會經(jīng)濟因素對土地利用變化有較大影響,主要表現(xiàn)為城鎮(zhèn)化以及經(jīng)濟增長會導(dǎo)致建設(shè)用地的擴張、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整導(dǎo)致對相關(guān)用地需求的下降等。
(1) 林地是瑞興于地區(qū)最主要的土地利用類型,2003—2018年整體占比在68%~70%;耕地是第二大利用類型,但近15 a來耕地面積不斷縮小,建設(shè)用地面積則逐年增加;草地與水域處于波動狀態(tài)。
(2) 土地利用類型的轉(zhuǎn)換主要表現(xiàn)在林地與草地、林地與耕地、草地與耕地三者之間的相互轉(zhuǎn)換;建設(shè)用地主要由耕地轉(zhuǎn)入,水域則向耕地轉(zhuǎn)出。耕地轉(zhuǎn)林地、草地主要集中在興國、于都兩縣,退耕還林、還草措施取得明顯成效;瑞金市建設(shè)用地擴張最為明顯,與近年來瑞金市大力發(fā)展工業(yè)密切相關(guān)。
(3) 林地在研究區(qū)域內(nèi)存在大量的優(yōu)勢斑塊。草地景觀破碎化程度高,優(yōu)勢性低,受到人類活動的干擾較大??傮w上,瑞興于地區(qū)景觀破碎化程度降低,斑塊優(yōu)勢性提高,景觀連接度降低;區(qū)域內(nèi)景觀類型區(qū)域均衡化、均勻化分布。
(4) 瑞興于地區(qū)土地利用變化受地形地貌、社會經(jīng)濟、政策法規(guī)等影響。地形地貌在長時期內(nèi)決定了土地利用類型的大致分布,經(jīng)濟發(fā)展、人口增加、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等社會經(jīng)濟因素以及相關(guān)政策法規(guī)的實施在短時期內(nèi)對土地利用的影響較大。